基于定向天線的戰(zhàn)術(shù)波形媒體接入控制協(xié)議研究.pdf

1、近年來，戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事信息化領(lǐng)域迅速發(fā)展。它是應(yīng)用于戰(zhàn)場環(huán)境下多跳的無中心的移動無線自組織網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)戰(zhàn)場復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)、話音和視頻的一體化可靠傳輸。鏈路層接入訪問控制協(xié)議決定了戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中移動節(jié)點接入無線信道的方式和它們能獲得的無線信道資源最大數(shù)量。優(yōu)化接入控制協(xié)議可以有效的提高整個網(wǎng)絡(luò)的性能。針對戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)接入控制協(xié)議的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　本文主要針對戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)鏈路層的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，重點研究

2、了定向天線鄰居發(fā)現(xiàn)算法、分布式動態(tài)時隙分配算法、鏈路管理和隊列管理等。本文旨在設(shè)計一套基于定向天線空分復(fù)用思想的媒體接入控制協(xié)議，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的高效重用，大幅提升戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)的性能。文章提出了基于定向天線的媒體接入控制協(xié)議(DMAC)，具體圍繞協(xié)議的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、協(xié)議框架設(shè)計、運行邏輯設(shè)計和動態(tài)無線資源管理四個研究方向展開理論研究;改進了現(xiàn)有鄰居發(fā)現(xiàn)算法、時隙分配算法、鏈路管理和隊列管理。文章主要研究工作和成果包括以下幾個方面:

3、>　　(1)創(chuàng)新性的設(shè)計了DMAC協(xié)議，改進了鏈路層的幀結(jié)構(gòu)，提出了全向天線與定向天線協(xié)同工作的雙信道運行模式。這種設(shè)計既解決了全向天線傳輸速率低、網(wǎng)絡(luò)容量小、干擾大的問題，又解決了定向天線的鄰居發(fā)現(xiàn)時間復(fù)雜度高的問題。
　　(2)改進了鄰居發(fā)現(xiàn)算法。鄰居發(fā)現(xiàn)是戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的前提和基礎(chǔ)，USAP等協(xié)議的鄰居發(fā)現(xiàn)間隔時間較長，存在著邏輯鄰居關(guān)系和實際鄰居關(guān)系不同步的問題，DMAC協(xié)議有效的解決了這一問題。
　　(3)優(yōu)化了分

4、布式的動態(tài)時隙分配算法，在USAP協(xié)議兩跳外時隙復(fù)用的基礎(chǔ)上，DMAC實現(xiàn)了一跳外的時隙復(fù)用，明顯提高了無線信道的資源利用率，從而提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力。此外，本文還設(shè)計了控制信令的分組報文格式，解決了復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下控制信令丟失導(dǎo)致的時隙資源沖突問題。
　　為了對DMAC協(xié)議進行評價，本文在OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真平臺下設(shè)計并實現(xiàn)了戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)高頻組網(wǎng)波形的網(wǎng)絡(luò)模型、節(jié)點模型、進程模型和天線模型。設(shè)計了多組仿真場景，將TDMA、USAP和本文